(57)【要約】  圧力容器（１２）の差し迫った破損を予測するシステム（１０）及び方法は、圧力容器（１２）と、流体源（１６）と、圧力容器（１２）及び流体源（１６）に接続された管（１４）と、装置（１８）と、センサー（２４）と、制御装置（２６）とを含む。装置（１８）は、導管（３６）と、閉じ込め構造（４０）とを含む。閉じ込め構造（４０）は、導管（３６）の導管壁（４４）の一部分により導管（３６）の内部から離間した空洞（３８）を含む。センサー（２４）は、空洞（３８）における物理的特性の値を測定するよう構成される。制御装置（２６）は、センサー（２４）と信号通信を行い、値の変化を検出するよう構成される。本方法は、空洞（３８）における物理的特性の第１値を測定することと、導管壁（４４）の破損を経験することと、空洞（３８）における物理的特性の第２値を測定することと、第１値と第２値との間の差分を検出することと、を含む。
2019523872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
圧力容器と、
流体源と、
前記圧力容器及び前記流体源に接続された管と、
装置であって、
導管壁を有する導管であって、前記管と流体接続するよう構成された導管と、
前記導管壁の一部分により前記導管の内部から離間した空洞を含む閉じ込め構造と
を含む装置と、
前記空洞内の物理的特性の値を測定するよう構成されたセンサーと、
前記センサーと信号通信を行い、前記値の変化を検出するよう構成された制御装置と
を含む、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記物理的特性は、圧力と、温度と、音響放射と、伝導率と、抵抗と、電気容量と、光学濃度と、物質濃度とから成る群から選択される、システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、さらに、
前記制御装置と信号通信を行う表示器を含む、システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、さらに、
前記流体源と前記圧力容器との間に配置されたバルブを含む、システム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、
前記バルブは、前記制御装置と信号通信を行う、システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、さらに、
脆弱部であって、前記導管壁の前記一部分に位置し、前記導管壁が前記脆弱部で破損して前記導管の前記内部から前記閉じ込め構造の前記空洞内へ前記流体が流れることを可能にするよう構成された脆弱部を含む、システム。
【請求項７】
圧力容器の差し迫った破損を予測する方法であって、
管を介して加圧流体の供給源へ前記圧力容器を流体接続することと、
前記圧力容器と前記供給源との間の前記管へ装置を流体接続することであって、
前記装置は、
導管壁を有する導管であって、前記導管は前記管と流体接続するよう構成された、導管と、
前記導管壁の一部分により前記導管の内部から離間した空洞を含む閉じ込め構造と
を含む、前記圧力容器と前記供給源との間の前記管へ装置を流体接続することと、
前記閉じ込め構造の前記空洞内の物理的特性の第１値を測定することと、
前記導管の前記内部から前記空洞内へ前記流体が流れることを可能にする前記導管壁の破損を経験することと、
前記空洞内の前記物理的特性の第２値を測定することと、
前記第１値と前記第２値との間の差分を検出することと
を含む、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、さらに、
前記差分が所定の差分しきい値を超えているのかを判定することを含む、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、さらに、
前記差分が所定の差分しきい値を超えていることを判定することと、
使用者へ信号を伝達することと
を含む、方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法であって、さらに、
前記差分が所定の差分しきい値を超えていることを判定することと、
前記供給源と前記圧力容器との間のバルブを閉じることと
を含む、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記バルブを閉じることは、制御装置により自動的に達成される、方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の方法であって、
前記物理的特性は、圧力と、温度と、音響放射と、伝導率と、抵抗と、電気容量と、光学濃度と、物質濃度とから成る群から選択される、方法。
【請求項１３】
請求項７に記載の方法であって、さらに、
前記導管壁の前記破損が、前記圧力容器の推定耐用期間のうちの所定の割合で生じるよう調整することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［背景］
圧力容器は概して、例えば水素、酸素、天然ガス、窒素、プロパン、及び他の燃料等といった様々な気体又は流体を圧力下で収容するために使用される。圧力容器は通常、あらゆるサイズ又は構成とすることができる。容器は、重くも軽くも、１回のみの使用（例えば、使い捨て）にも再利用可能にも、（例えば５０ｐｓｉ超える）高圧対応でも（例えば５０ｐｓｉ未満の）低圧対応でも、又は流体を例えば高温若しくは低温で収容するためにも使用され得る。
【０００２】
適した圧力容器のシェル材料には、スチール等の金属、又は巻回繊維ガラスフィラメント又は他の合成フィラメントを熱硬化性や熱可塑性樹脂で接着した積層の形態であり得る複合材料が含まれる。圧力容器シェル内には、容器を密閉するためにライナ又はブラダを配置することが多く、これらは流体透過壁として機能する。
【０００３】
一般的に、圧力容器の寿命は限られており、圧力容器の破損が起こる前に圧力容器の使用を中止することが望ましい。圧力容器の破損は壊滅的となる可能性があり、損害又は損傷を生じ得るからである。サイクル疲労及び静的疲労（応力破断）の両方が、圧力容器の疲労荷重、ひいては破損の原因となる。容器の使用をいつ中止するのかを決定するのに、圧力容器のカレンダー寿命又は特定の圧力範囲（例えば、ほぼ空から最大まで）に渡る疲労サイクル数が用いられることが多い。しかし、用途によっては、圧力容器に適用される圧力範囲やサイクル数が一定していなかったり、及び／又は不明であったりする。また、サイクル疲労寿命と静的疲労寿命と間の相互作用が十分に理解されていない。サイクルによる作用と、周期動作ではなく最大圧力下で圧力容器が耐える期間の作用とが、どう関連するのか不明である。
【０００４】
圧力容器の疲労寿命は、容器寿命を数学的に推定して評価することが多い。これには、サイクル数を計算又は概算した後、平均応力レベル及び応力範囲で分類する必要がある。これらのサイクルを最大範囲のサイクル同等数と組み合わせて容器の残存寿命を予測する。その後、この情報と静的疲労とをどう組み合わせるか決定しなければならない。サイクルの計算及び概算、サイクル作用の組み合わせ、圧力容器の合計寿命及び残存寿命の評価には、不確定要素が必然的に存在する。
［概要］
一局面において、本開示は、圧力容器と、流体源と、圧力容器及び流体源に接続された管と、装置と、センサーと、制御装置と、を含むシステムを記載する。装置は、導管と、閉じ込め構造と、を含む。導管は導管壁を有し、導管は管に流体接続するよう構成されている。閉じ込め構造は、導管壁の一部分により導管の内部から離間した空洞を含む。センサーは空洞内の物理的特性の値を測定するよう構成されている。制御装置はセンサーと信号通信を行い、値の変化を検出するよう構成されている。
【０００５】
他の局面において、本開示は圧力容器の差し迫った破損を予測する方法を説明する。本方法は、管を介して圧力容器を加圧流体の供給源へ流体接続することと、装置を圧力容器と供給源との間の管へ流体接続することとを含む。装置は導管と、閉じ込め構造と、を含む。導管は導管壁を有し、導管は管に流体接続するよう構成されている。閉じ込め構造は、導管壁の一部分により導管の内部から離間した空洞を含む。本方法は、閉じ込め構造の空洞内の物理的特性の第１値を測定することと、導管の内部から空洞へ流体が流れることを可能にする導管壁の破損を経験することと、空洞内の物理的特性の第２値を測定することと、第１値と第２値との間の差分を検出することと、をさらに含む。
【０００６】
本開示はまた、本開示の多様な組合せにおいて、装置又は方法のいずれかの形態で以下の一欄の項目を特徴とし得る。
１．システムであって、
圧力容器と、
流体源と、
前記圧力容器及び前記流体源に接続された管と、
装置であって、
導管壁を有する導管であって、前記管と流体接続するよう構成された導管と、
前記導管壁の一部分により前記導管の内部から離間した空洞を含む閉じ込め構造と、
を含む装置と、
前記空洞内の物理的特性の値を測定するよう構成されたセンサーと、
前記センサーと信号通信を行い、前記値の変化を検出するよう構成された制御装置と
を含むシステム。
【０００７】
２．項目１に記載のシステムであって、
前記物理的特性は、圧力と、温度と、音響放射と、伝導率と、抵抗と、電気容量と、光学濃度と、物質濃度とから成る群から選択される、システム。
【０００８】
３．項目１〜２のうちのいずれかに記載のシステムであって、さらに、
前記制御装置と信号通信を行う表示器を含む、システム。
４．項目１〜３のうちのいずれかに記載のシステムであって、さらに、
前記流体源と前記圧力容器との間に配置されたバルブを含む、システム。
【０００９】
５．項目４に記載のシステムであって、
前記バルブは、前記制御装置と信号通信を行う、システム。
６．項目１〜５のうちのいずれかに記載のシステムであって、さらに、
脆弱部であって、前記導管壁の前記一部分上に位置し、前記導管壁が前記脆弱部で破損して前記導管の前記内部から前記閉じ込め構造の前記空洞内へ前記流体が流れることを可能にするよう構成された脆弱部を含む、システム。
【００１０】
７．圧力容器の差し迫った破損を予測する方法であって、
管を介して加圧流体の供給源へ前記圧力容器を流体接続することと、
前記圧力容器と前記供給源との間の前記管へ装置を流体接続することであって、
前記装置は、
導管壁を有する導管であって、前記導管は前記管と流体接続するよう構成された、導管と、
前記導管壁の一部分により前記導管の内部から離間した空洞を含む閉じ込め構造と、
を含む、前記圧力容器と前記供給源との間の前記管へ装置を流体接続することと、
前記閉じ込め構造の前記空洞内の物理的特性の第１値を測定することと、
前記導管の前記内部から前記空洞内へ前記流体が流れることを可能にする前記導管壁の破損を経験することと、
前記空洞内の前記物理的特性の第２値を測定すること、
第１値と第２値との間の差分を検出することと
を含む、方法。
【００１１】
８．項目７に記載の方法であって、さらに、
前記差分が所定の差分しきい値を超えているのかを判定すること
を含む、方法。
【００１２】
９．項目８に記載の方法であって、さらに、
前記差分が所定の差分しきい値を超えていることを判定することと、
使用者へ信号を伝達することと
を含む、方法。
【００１３】
１０．項目８〜９のうちのいずれかに記載の方法であって、さらに、
前記差分が所定の差分しきい値を超えていることを判定することと、
前記供給源と前記圧力容器との間のバルブを閉じることと
を含む、方法。
【００１４】
１１．項目１０に記載の方法であって、
前記バルブを閉じることは、制御装置により自動的に達成される、方法。
１２．項目７〜１１のうちのいずれかに記載の方法であって、
前記物理的特性は、圧力と、温度と、音響放射と、伝導率と、抵抗と、電気容量と、光学濃度と、物質濃度とから成る群から選択される、方法。
【００１５】
１３．項目７〜１２のうちのいずれかに記載の方法であって、さらに、
前記導管壁の前記破損が、前記圧力容器の推定耐用期間のうちの所定の割合で生じるよう調整すること
を含む、方法。
【００１６】
本概要は、詳細な説明において以下にさらに説明する概念を簡略化した態様で導入するために提供されている。本概要は、開示された又は請求項に記載の主題の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、開示された又は請求項に記載の主題の、開示された各実施形態又は各実施を説明することを意図するものでもない。具体的には、本出願において一実施形態に関連して開示されている特徴は、他の実施形態に等しく適用可能であり得る。さらに、本概要は、請求項に記載の主題の範囲を決定する一助として用いられることを意図しない。説明が進むにつれ、他の多くの新しい利点、特徴、及び関連性が明らかになるであろう。以下の図面及び説明は、例示的な実施形態をより具体的に例示するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
添付の図面を参照して、開示した主題を詳述する。同じ構造又はシステム要素は、いくつかの図を通して同じ参照符号により参照される。
【図１】圧力容器を含む例示的なシステム、及び流体源に直列に接続された例示的なヒューズの概略図を示す。
【図２】例示的なヒューズの斜視図である。
【図３】図２の線３-３に沿ったヒューズの斜視断面図である。
【図４】本開示のヒューズにおける導管の第２の例示的実施形態の斜視断面図である。
【図５】本開示のヒューズで使用可能な導管の第３の例示的実施形態の斜視断面図である。
【図６】本開示のヒューズで使用される導管の第４の例示的実施形態の斜視断面図である。
【００１８】
上記図面は本開示の主題の１つ以上の実施形態を示すものであり、本開示に記載されているように、他の実施形態も考えられる。いずれの場合にも、本開示は代表的な例として本開示の主題を提示するものであり、限定するものではない。本開示の原理の範囲及び精神の範囲内に含まれる多数の他の変更および実施形態が当業者により考案され得ることを理解されたい。
【００１９】
図面は一定の比率で描写されていない場合がある。具体的には、明確化のため、ある特徴を他の特徴よりも拡大する場合がある。さらに、例えば、〜の上、〜の下、上方、下方、上、下、〜側、右、左等の用語が使用される場合、説明を理解するのを容易にするためにのみ用いられることを理解されたい。構造が別の方向に向けられ得ることが考慮される。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［詳細な説明］
本開示は、容器の破損を予期して、容器が破損する前に容器の使用中止することが望ましいと認識するものである。例示的実施形態において、ヒューズは流体の流れに沿って位置し、例えば圧力容器内外へ流体が流れる管に沿って位置する。ヒューズは、最大許容サイクル荷重を安全に示すよう構成されている。一実施形態において、ヒューズは閉じ込め空洞と、閉じ込め空洞を通る導管の部分に、切欠き状又は凹状等の欠陥部である脆弱部を有するよう切り込み加工又は機械加工された細い導管と、を含む。他の実施形態において、ヒューズは、接続された圧力容器の予測された破損が起こる前に破損するよう設計された材料及び／又は構造で形成された導管を含む。流体は導管を通って圧力容器内外へ流れる。最大許容サイクル荷重に曝されると、圧力サイクルによる応力で導管が例えば欠陥部の位置等で破損する。導管が破損すると、例えば空洞の内圧等の物理的特性が導管の物理的特性と一致するまで、導管は閉じ込め空洞に流体を排出する。空洞内の圧力増加を用いて、最大サイクル荷重に達したことを示すアラームを作動させてもよい。さらに、排出された流体は排出システムへ安全に送られてもよい。このように、本開示のシステム及び方法により、使用者は接続された圧力容器の差し迫った破損を予測することができる。例示的実施形態において、ヒューズは、圧力容器の推定耐用期間のうちの所定の割合で破損するよう調整される。
【００２１】
図１は、圧力容器破損表示システム１０の例示的実施形態の概略図を示し、圧力容器破損表示システム１０は、例えば供給源管１４等の導管に接続された（例えば流体連通した）圧力容器１２を含む。供給源管１４は、例えば、金属製及び／又はポリマー製の導管又は配管であってもよい。圧力容器１２は、圧力下で液体又は気体の流体を収容するよう構成され、金属製及び／又は複合材料製の構造を含む。適した金属には、例えば、ステンレス鋼及びニッケル合金が含まれる。適した複合材には、例えば、繊維ガラス又は炭素繊維が含まれる。供給源管１４によって、圧力容器１２は、加圧流体の供給源１６と流体連通することができ、供給源１６は、圧力容器１２を充填する流体を供給する。バルブ３４は、流体源１６と圧力容器１２との間の供給源管１４上に配置される。バルブ３４が開いている場合、圧力容器１２と流体源１６とは流体連通する。反対に、バルブ３４が閉じている場合、流体源１６と圧力容器１２との間に流れは生じない。
【００２２】
例示の実施形態において、ヒューズ１８は、供給源１６に対して圧力容器１２と直列に配置される。しかし、他の配列も適切であり得る。典型的に、圧力容器１２は、圧力容器１２の突起部１３を介して管１４に接続されている。しかし、管１４内の流体が圧力容器１２の内外へ選択的に流れることを可能にするあらゆる連結機構を使用してもよい。例示的な圧力容器１２の形成に関する詳細は、「Ｆｉｌａｍｅｎｔ  Ｗｉｎｄｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題する米国特許第４,８３８,９７１号と、「Ｆｉｌａｍｅｎｔ  Ｗｏｕｎｄ  Ｖｅｓｓｅｌｓ」と題する米国特許第４,３６９,８９４号とに開示されており、これら米国特許の両方を参照により本明細書に援用する。
【００２３】
システム１０の例示的実施形態において、例えばヒューズ１８等の装置は、所定破損時間（例えば寿命）を有するよう設計されてもよい。所定破損時間は、圧力容器１２の差し迫った破損をヒューズ１８が通知できる時間分、圧力容器１２の予測された破損時間よりも短い。圧力容器１２の予測寿命は、圧力サイクル数及び／又は１つ以上の静的圧力での持続時間により定義することができ、例えば、破損が生じるのに十分な程度に圧力容器１８の構造的健全性が損なわれる前として定義され得る。
【００２４】
図３に示す通り、ヒューズ１８の例示的実施形態は、導管１４を流れる流体が導管３６ａも流れるよう導管１４に流体接続するよう構成された導管３６ａを含む。導管３６は、図３〜図５において円筒導管として図示されているが、他の管形態及び管形状も使用され得ることが考えられる。例示的実施形態において、導管３６ａは、導管壁４４ａを有する。例えば切欠き又は凹部等といった、少なくとも１つの脆弱部２０が導管壁４４ａ上に位置してもよい。このため、機械的破損は、ヒューズ１８の他の位置で発生する前に、脆弱部２０で始まる。例示的実施形態において、脆弱部２０は、金属製導管壁４４において正確な深さで導管３６に切り込み加工又は機械加工されている。脆弱部２０は、導管壁４４ａが、圧力容器１２の破損前、例えば圧力容器の推定耐用期間のうちの所定の割合等で破損するように調整されている。ヒューズ１８の残りの部分よりも破損の影響を受けやすい脆弱部をもたらす、例えば、異なる厚さ、異なる組成、異なる構造、異なる腐食耐性、又は異なる他の特性を有する導管壁４４ａの領域等の、あらゆる脆弱部２０を採用してもよい。
【００２５】
１つ以上のセンサー２４は、ヒューズ１８の中や上に位置するか、又はヒューズ１８に接続されていてもよく、ヒューズ１８の１つ以上の条件を検出するよう構成されていてもよい。例えば、センサー２４は、例えば温度、圧力、音響放射、伝導率、又は例えば脆弱部２０等での導管壁４４の破損を示す他のあらゆるもの等といった、ヒューズ１８内の１つ以上の物理条件を検出するよう構成されていてもよい。センサー２４は、信号通信線３２を介して制御装置２６へ接続されてもよい。
【００２６】
説明を容易にするために、コンピュータ制御装置２６について説明する。コンピュータ制御装置２６は、例えば公知のプロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）を含み得る。例示的実施形態において、制御装置２６は、ソフトウエアを実行することで、例えばセンサー２４、表示器２８、バルブ３４、及び他のあらゆる外部装置等といった外部装置と信号通信線３２を介して通信する。例示的実施形態において、そのような信号通信は、例えば標準のＲＳ−４８５/Ｍｏｄｂｕｓプロトコルを用いるインターフェイス等のインターフェイス（図示せず）を介して、有線及び／又は無線の通信手段を用いて実行され得る。
【００２７】
制御装置２６は、物理条件の１つ以上の検知値に関してセンサー２４から信号を受信し、ソフトウエア（図示せず）を実行して、検知値の関数として導管３６の破損が発生したのかを判定する。例示的実施形態において、表示器２８及びバルブ３４の一方又は両方は、信号通信線３２を介して制御装置２６と信号通信する。制御装置２６は、例えば、表示器２８を作動させて使用者へ信号を伝達することにより、及び／又は圧力容器１２を使用中止することにより、供給源管１４の破損に応答するよう構成されている。一例において、表示器２８を作動させることは、導管３６での供給源管１４の破損について可視及び／又は可聴の信号若しくはアラームを使用者に対し作動させるために、制御装置２６から信号を送信することを含む。他の例において、圧力容器１２を使用中止することは、流体源１６から圧力容器１２を切断することを含み、例えば制御装置２６から信号を送信して、圧力容器１２と流体源１６との間のバルブ３４を自動的に閉じることによって流体源１６と圧力容器１２との間の流体の流れを止めることにより、流体源１６から圧力容器１２を切断することを含む。さらに又は代わりに、破損の警告の前又は後で、圧力容器１２を検査のために手動で取り外したり、使用中止したりしてもよい。
【００２８】
図２及び図３を参照すると、いくつかの実施形態において、ヒューズ１８は、供給源管１４と一体的に形成されている。他の実施形態において、ヒューズ１８は、例えば例示的実施形態でシャフト３０に螺着されたナット及びワッシャーを含む留め具２２等といった、供給源管１４の部品に接続され得る、個別の構成要素として形成されている。図３に示す通り、例示的実施形態において、ヒューズ１８は、導管壁４４ａ上に形成された脆弱部２０を有する導管３６ａを含む。供給源管１４を流れる気体は導管３６も流れる。脆弱部２０の構成及び導管３６ａの材料は、供給源管１４を通過する所定の圧力サイクル荷重で導管３６ａが脆弱部２０で破損するよう調整される。そのような所定の圧力サイクル荷重は、供給源管１４に取り付けられた圧力容器１２の予測耐用期間を反映するように計算される。脆弱部２０で導管３６ａが破損すると、供給源管１４を流れる気体が導管３６ａの内部から閉じ込め構造４０の空洞３８内へと逃げる。図１及び図２に示す通り、センサー２４は、例えば開口部４２での接続を介する等して、ヒューズ１８の空洞３８へ接続されており、空洞３８における物理条件の１つ以上の値を検知する。閉じ込め構造４０の特定の構成が例示されているが、閉じ込め構造４０は例示する実施形態とは異なるサイズ及び形状であってもよいことが考えられる。しかし、閉じ込め構造４０の構成がどのようであっても、例えば脆弱部２０等で導管３６ａが破断すると、供給源管１４と空洞３８とが流体連通する。図２及び図３において、閉じ込め構造４０が開口部４２で開口されているように見えるが、例示的実施形態において、センサー２４は、例えばカプラー又は他の公知の接続具等により、開口部４２でヒューズ１８に取り付けられている。
【００２９】
例示的実施形態において、導管３６の「破損」とは、導管の破断又は小さい裂け目を含み、これにより、しきい量よりも多い流体が導管３６から漏出する。このようなしきい量は、使用者が設定してもよく、及び／又は制御装置２６により実行されるソフトウエアにより設定してもよく、このソフトウエアは、例えば、１つ以上のセンサー２４で値が測定された、検知された物理条件を含む要因を考慮する。センサー２４は、空洞３８内の物理的特性の値を測定するよう構成されている。物理的特性の例示的な値には、例えば、温度値、圧力値、伝導率値、音響放射の波長又は周波数、及び電気容量又は抵抗値、光学特性値、物質濃度パーセンテージが含まれる。制御装置２６は、信号通信線３２を介してセンサー２４と信号通信する。制御装置２６は、センサー２４から例えば時間間隔等で複数の読み取り値を受信し、センサー２４による検出値の変化を検出するよう構成される。
【００３０】
一例において、システム１０における加圧流体は低温の流体である。センサー２４は、空洞３８の第１の温度値と、空洞３８の第２の温度値とを返す。制御装置２６は、第１値と第２値との間の差分を計算する。差分が所定の差分しきい値を超える場合に、制御装置２６はソフトウエアを実行するか、又は脆弱部２０での導管壁４４の破断を判定するようプログラムされていてもよい。別の方法において、より簡易には、制御装置２６は、検知した温度値のいずれかが１つ以上の所定のしきい温度値より低い又は高い場合に、ヒューズ１８が破損したことを判定してもよい。
【００３１】
他の例において、システム１０における加圧流体が水素である場合、制御装置２６は、閉じ込め構造４０の空洞３８内の水素濃度値について、所定のしきい水素濃度よりも高い値をセンサー２４が返す場合、供給源管１４の破損が発生したと判定してもよく、又は物質濃度値の差分が所定の差分しきい値を超えていると判定してもよい。さらに他の例において、制御装置２６は、閉じ込め構造４０の空洞３８における気体の圧力値について、所定のしきい圧力よりも高い圧力値をセンサー２４が返す場合、供給源管１４の破損が発生したと判定してもよく、又は測定された圧力値の差分が所定の差分しきい値を超えていると判定してもよい。制御装置２６により実行されるソフトウエアは、供給源管１４の破損が発生したのかを判定するために、センサー２４が返す物理条件の値のあらゆる組合せを考慮するようプログラムされてもよい。
【００３２】
図４〜図６は、ヒューズ１８に使用可能な導管３６の他の構成に係る例示的実施形態を図示する。図４に示す通り、例示的実施形態において、導管３６ｂは、例えばポリマー等の材料で形成され得る導管壁４４ｂを含む。導管壁４４ｂを囲むよう形成されたオーバーラップ層４６は、フィラメント巻回複合材料として形成されてもよく、フィラメント巻回複合材料は、保護圧力容器１２の複合シェル材料と組成及び構造が類似してもよい。オーバーラップ層４６は、圧力容器１２の予測された破損よりも前に破損するよう組成及び／又は構造において構成されている。図３の導管３６ａとは異なり、図４の導管３６ｂは、個別の脆弱部分を有しているのではなく、導管壁４４ｂ及び／又はオーバーラップ層４６に沿った任意の部分で破損し得る。このように、導管３６ｂと併用する閉じ込め構造４０は、留め具２２間の導管３６ｂの全ての部分を包む、より大きな空洞３８を含んでいてもよい。図４に示す導管３６ｂは、圧力容器１２の複合材シェル上の静的疲労限度を予測するのに最も有用となり得る。これに対して、図３の導管３６ａは、個別の機械加工された脆弱部２０を導管壁４４ａ上に有しており、所定の加圧サイクル数に関連して破損を予測するのに最も有用となり得る。
【００３３】
図５の導管３６ｃは、図３の導管３６ａの特徴と図４の導管３６ｂの特徴とを組み合わせている。導管３６ｂと併用する閉じ込め構造４０は、例示的実施形態において、外側留め具２２間の導管３６ｃ全体を囲む空洞３８aを含む。使用中、オーバーラップ層４６が静的疲労限度に達したら、導管壁４４ｂが破損することになるであろうことが予期されており、オーバーラップ層４６の静的疲労限度への到達は、圧力容器１２の複合材シェルの破損点よりも前となるように調整されている。さらに、導管壁４４ａは、設定された回数の加圧サイクルを導管壁４４ａにて経験すると、脆弱部２０で破損することになるであろうことが予期されている。このため、組み合わせ導管３６ｃは、予測された静的疲労及び加圧サイクル限度から圧力容器１２を保護するのに有効である。
【００３４】
図６に示す通り、導管３６ｄは、組成の点で図４の導管３６ｂと同様である。しかしながら、導管壁４４ｃ及びオーバーラップ層４６ｃの構造上の形状は、図３〜図５に示す管状構造に限定されない。むしろ、図６に示す通り、導管３６ｄは球形構造を有し得る。さらに、さらなる他の幾何学的形態を有する導管３６も適し得ると考えられる。本開示は、特に例示された実施形態に限定されない。さらに図５に示す通り、図６の導管３６ｄは、脆弱部２０が形成された導管壁４４ａと類似した圧力サイクル予測装置と組み合わせることもできる。他の実施形態で説明した通り、閉じ込め構造４０は導管３６ｄを囲むことになり得り、上述の通り、例えばセンサー２４、制御装置２６、表示器２８及び信号通信線３２等といった他の構成要素を装備することができ得ると考えられる。
【００３５】
いくつかの実施形態において、導管３６の形状を利用して、導管壁４４ｃ及び／又はオーバーラップ層４６ｃにおいて、導管壁４４ａの脆弱部２０と同様に機能する応力破損位置を生成することができる。
【００３６】
異なる導管３６を有する開示されたヒューズ１８は、図１の破損表示システム１０を参照して説明した通り機能するよう構成された閉じ込め構造４０を含むものとして説明してきたが、開示された導管３６は、さらに又は代わりに、ベントシステムと流体連通するよう設置することもでき得ることも考えられる。このようなベントシステムは、安全かつ制御可能に圧力容器１２及び／又は流体源１６から加圧流体を放出して流体の無制御放出又は圧力容器の破断を防ぐことができ得る。
【００３７】
本開示の主題は、複数の実施形態を参照して説明されてきたが、当業者は、本開示の範囲を逸脱することなく、形態及び詳細において、変更が可能であることを認識するであろう。また、一実施形態に関連して開示されているいかなる特徴も、他の実施形態に組み込んでもよく、その逆もまた同様であり得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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